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[摘 要]本文根据对联合站注水系统各级管网开展的跟踪检测结果，对水质变化影响因素开展了现场调研和室内试验，针对影响沿程水质稳定性的各因素，重点开展了腐蚀、结垢和细菌控制技术研究，同时对“三防”药剂的重新筛选和评价。
[关键词]沿程水质 稳定性 注水系统 联合站
中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0317-01
1 联合站注水系统现状
联合站注水系统于1987年10月投入使用，设计污水处理能力为2.0×104m3/d，目前实际平均日处理污水为1.8×104m3/d。主要承担着全部南区和部分北区采出污水和生产施工产出水的处理和净化任务。
联合站污水处理工艺采用的是除油、沉降、过滤三段式处理流程，并包括污油回收、过滤罐反冲洗、加药、大罐污泥排放等辅助流程。
联合站注水管网主要由5条注水干线组成，即老北和新北注水干线、老西和新西注水干线以及东注水干线。
2 沿程水质现状
为了全面掌握系统沿程水质变化情况，分别对五条注水干线不同节点的水质进行连续跟踪监测，经监测发现，联合站内悬浮物含量和含油量都能控制在标准范围内，但随着沿程水质污染，配水间及丼口悬浮物含量和含油量波动比较大，同时受到停加“三防”药剂的影响，细菌含量、平均腐蚀率和平均结垢率等“药控”指标普遍超标，并呈现沿程逐渐加重的趋势。
3 沿程水质变化因素分析
为了全面掌握系统沿程水质变化情况，分别对五条注水干线不同节点的水质进行连续跟踪监测，经监测发现，联合站内悬浮物含量和含油量都能控制在标准范围内，但随着沿程水质污染，配水间及丼口悬浮物含量和含油量波动比较大，同时受到停加“三防”药剂的影响，细菌含量、平均腐蚀率和平均结垢率等“药控”指标普遍超标，并呈现沿程逐渐加重的趋势。
3.1悬浮物含量变化影响因素分析
受管线清洗方式的局限和成本限制，管路长期未清洗，管道及构筑物中腐蚀产物、垢以及污泥的存在，加上水在运移过程中携带部分颗粒物，使得后端流程中悬浮物含量增加。
3.2含油变化影响因素分析
沿程管网含油变化主要是沿程设施管道存在污染，油粘附于管道内壁或腐蚀产物及污垢上，形成油泥，在达标水流经时随水逐渐冲走。在管线长期运行的过程中，管壁上不可避免要黏附大量的油泥。当洁净的水流过时，会携带管壁上的油泥，导致后端水质含油量升高。同时，注水站注水罐排泥如不及时，大量含油污泥沉积在注水罐底部，达标水流经时把部分油再次携带走，导致后面流程中含油量增加。
3.3细菌变化影响因素分析
沿程细菌的增加主要是有源头控制不到位和过程控制缺陷造成的。而联合站注水系统主要是由于站内未投加杀菌剂，导致细菌从源头便处于失控状态，而随着沿程后端流程中适宜的温度环境下大量滋生。
3.4平均腐蚀速率和结垢速率影响因素分析
从沿程水质监测结果看，平均腐蚀和结垢速率随着管网的延长而逐步加剧，根据目前管网结垢严重的表象，首先对沿程悬浮物成分进行了分析，联合站站内泵进样品颜色呈黄色，基本不含油，厚度较薄，悬浮物含量较低，能谱分析显示，悬浮物成分基本以铁氧化合物、硅盐及少量钙盐为主，含有微量硫，能谱分析不能测出氢元素，判断铁氧化合物基本以氢氧化铁及氢氧化亚铁为主。
其次，将联合站三相出口、过滤器前端及井口垢物进行分析，联合站三相来水所结垢物主要为含油泥质、原油、铁化合物及部分无机盐，其中泥质以硅酸盐及原油为主，碳酸钙垢含量极少；因联合站污水经多级大罐处理后，输送至过滤器前端时，大量悬浮物及原油已被脱离，因此这里所结垢物主要以含铁化合物为主，其次还有部分泥质硅酸盐及部分无机物，碳酸钙垢含量略有增加；当注入水输送至井口时，此时垢物组成中铁化合物的含量大量增加至57.13%，碳酸钙垢含量则有明显下降，垢物中出现硫化亚铁，仍含有部分硅酸盐。
通过沿程管网内悬浮物和垢物的成分变化趋势的分析，可以看到均是以含铁化合物为主，间杂部分油质及硅盐、少量无机盐，微量钙盐。由于站内经过重力沉降和过滤器过滤处理工艺，悬浮物、含油量等机械杂质均得到有效控制，这表明注水管网垢物是由含油及腐蚀产物沉积、胶结而成。从而证明沿程管网腐蚀先于结垢发生，平均腐蚀率的增加导致结垢速率的加剧。
4 沿程水质变化控制措施及建议
对于沿程水质稳定存在的问题，从“站内净化，站外稳定”指导思想出发，采取源头治理，消除影响因素，实行过程控制，保持稳定效果。
4.1 源头治理
通过对联合站1#和3#注水罐进行清罐，消除注水罐内沉积物和罐顶污油影响，有效降低了注水泵进口污水中悬浮物含量和含油量。同时，通过联合站污水处理系统改造，使污水处理流程得到了完善，主要是将二级除油罐改为沉降罐，有效的增加了污水的沉降时间，滤前水质也得到了明显的提高。另外，对联合站污水处理池的油泥砂进行了外运焚烧处理，增加污水池3500m3容积，有效提高了污水池的利用率，同时回收污水的水质得到了明显改善。
此外，结合联合污水站内现有加药流程，确定杀菌剂和缓蚀剂投加点分别位于滤前缓冲罐进口和沉降罐进口，加药方式为24小时连续投加，投加浓度分别为100ppm和50ppm。投加药剂后细菌含量明显降低，基本控制指标要求范围以内，且沿程未呈现恶化现象。
4.2 过程控制
通过建立定期冲洗地面管线制度，及时对地面注水管线进行清污，保证水质不受二次污染，针对已经结垢严重的地面注水管线，应采取物理清管的方式进行清洗或更换新管线。此外，逐步引进非金屬材质的注水管线，如高压玻璃钢管线和连续加强复合管，从现场应用情况看，沿程污水水质得到了较好的控制，进出口端污水无明显变化。
5 结论
（1）造成联合站注水系统沿程水质不稳定的主要原因是“三防”药剂的停加，导致细菌含量、平均腐蚀速率和结垢速率严重超标，管线腐蚀、结垢趋势加剧。
（2）根据杀菌剂、缓蚀剂的单剂投加，以及两剂的复合投加监测结果，前期只需恢复杀菌剂和缓蚀剂投加，阻垢剂可以暂时不用投加。
（3）通过非金属管材的应用和定期冲洗地面管网，基本实现污水的沿程控制，避免水质二次污染。
（4）通过治理，联合站注水系统水质综合达标率由54.5%上升至90.9%，井口悬浮物、含油、细菌等指标得到有效控制，腐蚀速率和结垢速率分别下降了95%和87%，沿程水质稳定性得到保障，井口水质达标率为75.4%。
[关键词]沿程水质 稳定性 注水系统 联合站
中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0317-01
1 联合站注水系统现状
联合站注水系统于1987年10月投入使用，设计污水处理能力为2.0×104m3/d，目前实际平均日处理污水为1.8×104m3/d。主要承担着全部南区和部分北区采出污水和生产施工产出水的处理和净化任务。
联合站污水处理工艺采用的是除油、沉降、过滤三段式处理流程，并包括污油回收、过滤罐反冲洗、加药、大罐污泥排放等辅助流程。
联合站注水管网主要由5条注水干线组成，即老北和新北注水干线、老西和新西注水干线以及东注水干线。
2 沿程水质现状
为了全面掌握系统沿程水质变化情况，分别对五条注水干线不同节点的水质进行连续跟踪监测，经监测发现，联合站内悬浮物含量和含油量都能控制在标准范围内，但随着沿程水质污染，配水间及丼口悬浮物含量和含油量波动比较大，同时受到停加“三防”药剂的影响，细菌含量、平均腐蚀率和平均结垢率等“药控”指标普遍超标，并呈现沿程逐渐加重的趋势。
3 沿程水质变化因素分析
为了全面掌握系统沿程水质变化情况，分别对五条注水干线不同节点的水质进行连续跟踪监测，经监测发现，联合站内悬浮物含量和含油量都能控制在标准范围内，但随着沿程水质污染，配水间及丼口悬浮物含量和含油量波动比较大，同时受到停加“三防”药剂的影响，细菌含量、平均腐蚀率和平均结垢率等“药控”指标普遍超标，并呈现沿程逐渐加重的趋势。
3.1悬浮物含量变化影响因素分析
受管线清洗方式的局限和成本限制，管路长期未清洗，管道及构筑物中腐蚀产物、垢以及污泥的存在，加上水在运移过程中携带部分颗粒物，使得后端流程中悬浮物含量增加。
3.2含油变化影响因素分析
沿程管网含油变化主要是沿程设施管道存在污染，油粘附于管道内壁或腐蚀产物及污垢上，形成油泥，在达标水流经时随水逐渐冲走。在管线长期运行的过程中，管壁上不可避免要黏附大量的油泥。当洁净的水流过时，会携带管壁上的油泥，导致后端水质含油量升高。同时，注水站注水罐排泥如不及时，大量含油污泥沉积在注水罐底部，达标水流经时把部分油再次携带走，导致后面流程中含油量增加。
3.3细菌变化影响因素分析
沿程细菌的增加主要是有源头控制不到位和过程控制缺陷造成的。而联合站注水系统主要是由于站内未投加杀菌剂，导致细菌从源头便处于失控状态，而随着沿程后端流程中适宜的温度环境下大量滋生。
3.4平均腐蚀速率和结垢速率影响因素分析
从沿程水质监测结果看，平均腐蚀和结垢速率随着管网的延长而逐步加剧，根据目前管网结垢严重的表象，首先对沿程悬浮物成分进行了分析，联合站站内泵进样品颜色呈黄色，基本不含油，厚度较薄，悬浮物含量较低，能谱分析显示，悬浮物成分基本以铁氧化合物、硅盐及少量钙盐为主，含有微量硫，能谱分析不能测出氢元素，判断铁氧化合物基本以氢氧化铁及氢氧化亚铁为主。
其次，将联合站三相出口、过滤器前端及井口垢物进行分析，联合站三相来水所结垢物主要为含油泥质、原油、铁化合物及部分无机盐，其中泥质以硅酸盐及原油为主，碳酸钙垢含量极少；因联合站污水经多级大罐处理后，输送至过滤器前端时，大量悬浮物及原油已被脱离，因此这里所结垢物主要以含铁化合物为主，其次还有部分泥质硅酸盐及部分无机物，碳酸钙垢含量略有增加；当注入水输送至井口时，此时垢物组成中铁化合物的含量大量增加至57.13%，碳酸钙垢含量则有明显下降，垢物中出现硫化亚铁，仍含有部分硅酸盐。
通过沿程管网内悬浮物和垢物的成分变化趋势的分析，可以看到均是以含铁化合物为主，间杂部分油质及硅盐、少量无机盐，微量钙盐。由于站内经过重力沉降和过滤器过滤处理工艺，悬浮物、含油量等机械杂质均得到有效控制，这表明注水管网垢物是由含油及腐蚀产物沉积、胶结而成。从而证明沿程管网腐蚀先于结垢发生，平均腐蚀率的增加导致结垢速率的加剧。
4 沿程水质变化控制措施及建议
对于沿程水质稳定存在的问题，从“站内净化，站外稳定”指导思想出发，采取源头治理，消除影响因素，实行过程控制，保持稳定效果。
4.1 源头治理
通过对联合站1#和3#注水罐进行清罐，消除注水罐内沉积物和罐顶污油影响，有效降低了注水泵进口污水中悬浮物含量和含油量。同时，通过联合站污水处理系统改造，使污水处理流程得到了完善，主要是将二级除油罐改为沉降罐，有效的增加了污水的沉降时间，滤前水质也得到了明显的提高。另外，对联合站污水处理池的油泥砂进行了外运焚烧处理，增加污水池3500m3容积，有效提高了污水池的利用率，同时回收污水的水质得到了明显改善。
此外，结合联合污水站内现有加药流程，确定杀菌剂和缓蚀剂投加点分别位于滤前缓冲罐进口和沉降罐进口，加药方式为24小时连续投加，投加浓度分别为100ppm和50ppm。投加药剂后细菌含量明显降低，基本控制指标要求范围以内，且沿程未呈现恶化现象。
4.2 过程控制
通过建立定期冲洗地面管线制度，及时对地面注水管线进行清污，保证水质不受二次污染，针对已经结垢严重的地面注水管线，应采取物理清管的方式进行清洗或更换新管线。此外，逐步引进非金屬材质的注水管线，如高压玻璃钢管线和连续加强复合管，从现场应用情况看，沿程污水水质得到了较好的控制，进出口端污水无明显变化。
5 结论
（1）造成联合站注水系统沿程水质不稳定的主要原因是“三防”药剂的停加，导致细菌含量、平均腐蚀速率和结垢速率严重超标，管线腐蚀、结垢趋势加剧。
（2）根据杀菌剂、缓蚀剂的单剂投加，以及两剂的复合投加监测结果，前期只需恢复杀菌剂和缓蚀剂投加，阻垢剂可以暂时不用投加。
（3）通过非金属管材的应用和定期冲洗地面管网，基本实现污水的沿程控制，避免水质二次污染。
（4）通过治理，联合站注水系统水质综合达标率由54.5%上升至90.9%，井口悬浮物、含油、细菌等指标得到有效控制，腐蚀速率和结垢速率分别下降了95%和87%，沿程水质稳定性得到保障，井口水质达标率为75.4%。